题目内容

草酸（乙二酸）可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸（含2个结晶水）的工艺流程如下：

回答下列问题：
（1）CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为                             。
（2）该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是       ，滤渣是      ；过滤操作②的滤液是          和         ，滤渣是        。 
（3）工艺过程中③和④的目的是                                。
（4）有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是            。
（5）结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品0.250g溶于水中，用0.0500 mol/L的酸性KMnO4溶液滴定，至粉红色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00mL，反应的离子方程式为                 ；列式计算该成品的纯度               。


练习册系列答案
相关题目
（16分）某同学从网络上了解到菠菜中富含可溶性的两类正盐：草酸盐和碳酸盐。该同学欲用实验验证这一事实并检测其中草酸盐的含量。查阅资料得知草酸（H2C2O4）是一种二元有机弱酸，具有较强的还原性；草酸钙（CaC2O4）不溶于水能溶于稀硫酸。请回答下列问题：
（1）该学生将菠菜研磨成粉末、热水浸泡、过滤得到澄清溶液A。研磨菠菜使用的实验仪器的名称为            。
（2）设计实验方案验证菠菜中含有草酸盐和碳酸盐，补充完成预期现象和结论。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1：调节溶液A至弱碱性，滴加足量CaCl2溶液。
①出现白色沉淀，说明菠菜中     
                         。
步骤2：取步骤1的沉淀于试管中，加入足量的稀硫酸，沉淀完全溶解，并将产生的无色无味的气体通入澄清石灰水中。
②                        。
步骤3：向步骤2得到的溶液中滴加几滴高锰酸钾溶液。
③                        。
（3）欲准确测定菠菜中草酸盐的含量
①操作：取m g菠菜样品，将其中草酸盐全部转化为CaC2O4沉淀分离出来置于烧杯中，用过量的稀硫酸完全溶解后，溶液转入     中并加水配制成250mL溶液。每次移取25．00mL该溶液于锥形瓶中，用0．0100mol·L－1 KMnO4标准溶液滴定，平均消耗标准溶液V mL。KMnO4滴定实验时发生的离子方程式为    。
②计算：菠菜中草酸盐（以C2O42－计算）的质量分数为（可以只列式不化简）      。
③误差分析: 下列操作会使测定结果偏高的是       。
A．配制溶液时未洗涤烧杯和玻璃棒就加水定容
B．锥形瓶未干燥就加入待测液进行滴定
C．未用标准液润洗就加入标准液开始滴定
D．滴定前尖嘴处有气泡滴定后气泡消失
E．滴定后俯视读数
甲酸钙广泛用于食品、化工、石油等工业生产上，300～400℃左右分解。Ⅰ、实验室制取的方法之一是：Ca(OH)2 +2HCHO + H2O2 = Ca(HCOO)2 + 2H2O + H2↑。
实验室制取时，将工业用氢氧化钙和甲醛依次加入到质量分数为30-70%的过氧化氢溶液中（投料物质的量之比依次为1∶2∶1.2），最终可得到质量分数98%以上且重金属含量极低的优质产品。
（1）过氧化氢比理论用量稍多，其目的是               。
（2）反应温度最好控制在30-70℃之间，温度不易过高，其主要原因是               。
（3）制备时在混合溶液中要加入微量硼酸钠抑制甲醛发生副反应外，还要加入少量的Na2S溶液，加硫化钠的目的是               。
（4）实验时需强力搅拌45min，其目的是               ；结束后需调节溶液的pH 7～8，其目的是               。最后经结晶分离、干燥得产品。
Ⅱ、某研究性学习小组用工业碳酸钙(主要成分为CaCO3；杂质为：Al2O3、FeCO3) 为原料，先制备无机钙盐，再与甲酸钠溶液混合制取甲酸钙。结合如图几种物质的溶解度曲线及表中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)，现提供的试剂有：a.甲酸钠，b.5mol·L－1硝酸，c. 5mol·L－1盐酸，d. 5mol·L－1硫酸，e. 3%H2O2溶液，f.澄清石灰水。

请补充完整由碳酸钙制备甲酸钙的实验步骤
金属
离子
开始沉淀
的pH
沉淀完全
的pH
Fe3＋
1. 1
3. 2
Al3＋
3. 0
5. 0
Fe2＋
5. 8
8. 8
 
步骤1.称取13.6g甲酸钠溶于约20mL水，配成溶待用，并称取研细的碳酸钙样品10g待用。
步骤2.               。
步骤3.               。
步骤4.过滤后，将滤液与甲酸钠溶液混合，调整溶液pH 7～8，充分搅拌，所得溶液经蒸发浓缩、                  、洗涤、60℃时干燥得甲酸钙晶体。
现有NaCl、KSCN、NaOH、AgNO3四种溶液，只用一种试剂就能将它们鉴别开来，这种试剂是
A．盐酸B．Na2CO3溶液
C．氯水D．FeCl3溶液
利用工业炼铜后的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)，制备无机高分子絮凝剂聚合氯化铝和净水剂高铁酸钠(Na2FeO4)。其工艺流程如下(部分操作和条件略)：
Ⅰ．用稀盐酸浸取炉渣，过滤；
Ⅱ．向滤液中加入过量NaClO溶液，调pH约为3，过滤；
Ⅲ．溶液进行减压蒸发等操作,甩干后送入聚合炉中进行高温聚合，……得到聚合氯化铝。
Ⅳ．将Ⅱ中得到沉淀洗涤、干燥,再与NaClO和NaOH反应，生成高铁酸钠。
（1）稀盐酸溶解Fe2O3的离子方程式是        。
（2）验证炉渣中含有FeO必要的化学试剂为         。
（3）已知：生成氢氧化物沉淀的pH
物质
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀时
1．5
3．4
6．3
完全沉淀时
2．8
4．7
8．3
 
①步骤Ⅱ中加入过量NaClO，反应的离子方程式是        。
②根据表中数据解释步骤Ⅱ中，调pH约为3的目的是        。
（4）该工业流程存在缺点，在步骤Ⅱ伴随着有氯气产生，此反应方程式是        。
（5）步骤Ⅲ中在减压蒸发与甩干操作之间，还需进行的操作是       。
（6）在步骤Ⅳ中，若该反应生成166 g Na2FeO4转移3 mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是         。
某种混合气体，可能含有N2、HCl和CO，把混合气体依次通过足量的NaHCO3溶液和灼热的CuO，气体体积都没有变化，经干燥后再通过足量的Na2O2固体，气体体积减少，最后通过灼热的铜网，经充分反应后，气体体积又减少，但还有剩余气体，以下对混合气体区分的判断，正确的是(    )
A．一定没有N2，CO和HCl中至少有一种
B．一定没有N2，CO和HCl都有
C．一定有N2，CO和HCl中至少有一种
D．一定有N2和HCl，肯定没有CO
（15分）工业中利用废铜（含有锌、铝等）制取硫酸铜，将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中加热，使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。

下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L—1计算）。
 
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
沉淀溶解的pH
Cu2+
4.4
6.4
 
Al3+
3.0
5.0
10
Zn2+
5.9
8.9
11
（1）①为了节约原料，硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为    ；该反应中产生尾气污染空气，请选择下图中合适的装置吸收尾气   。 

②由表可知Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2—，请写出金属锌与氢氧化钠溶液反应的离子方程式    
（2）为了符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：
第一组：空气为氧化剂法
将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4，即发生反应，生成硫酸铜。反应完全后，加入物质甲调节pH，铁元素全部沉淀(一般认为铁离子的浓度下降到10-5 mol·L-1，就认为沉淀完全。已知：Ksp[Fe((OH)3]≈10-38，然后过滤、浓缩、结晶。
请回答下列问题：
①方案为了使铁离子全部沉淀，应调节pH至少为    。
②方案中甲物质可选用的是     
A．CaO　   B．NaOH　    C．CuCO3　     D．Cu2(OH) 2CO3    E．Fe2(SO4) 3
③方案中加入少量FeSO4可加速铜的氧化，用离子方程式解释其原因    。
第二组：过氧化氢为氧化剂法
将铜粉放到 1.5 mol·L-1的足量稀硫酸中，控温在50℃加入10%的足量H2O2反应0.5 h，升温到60℃，持续反应1 h后，过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4·5H2O 。
请回答下列问题：
④用过氧化氢为氧化剂法比流程中采用硝酸和硫酸溶解的优点是   。
⑤用少量95%的酒精淋洗的目的是    。
（3）废铜溶解后经过一系列操作得到硫酸铜溶液，补充完整由溶解液制备纯净硫酸铜溶液的实验步骤    。
利用下列实验装置进行的相应实验，不能达到实验目的的是
A．用图1所示装置可制取氨气
B．用图2所示装置可分离CH3CH2OH和CH3COOC2H5混合液
C．用图3所示装置可制取乙烯并验证其易被氧化
D．用图4所示装置可说明浓H2SO4具有脱水性、强氧化性，SO2具有漂白性、还原性
海带中碘元素的分离实验中，在灼烧后的海带灰中加入蒸馏水，煮沸2～3 min，再过滤，得到滤液。煮沸的目的是
A．加快碘元素与水反应的速率B．使溶液浓缩
C．使空气中的氧气更多地进入溶液D．加速碘化物的溶解

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